技術電子

什麼是能量儲存

大自然給了男人一個多種能源:太陽能,風能,河流等。 自由能的這些發電機的缺點是缺乏穩定性。 因此,在過剩的能量的週期被存儲在它的存儲和期間的暫時下降週期消耗。 能量存儲的特徵在於如下參數:

  • 存儲的能量的量;
  • 它的積累,影響速度;
  • 比重;
  • 能量存儲時間;
  • 可靠性;
  • 製造和維護成本,等等。

系統化許多驅動器的方法。 其中最方便的是在存儲所使用的能量的類型的分類,以及用於它的存儲和返回的方法。 能量存儲裝置被劃分為以下主要類型:

  • 機械;
  • 熱;
  • 電;
  • 化學。

勢能的積累

這些簡單的裝置的本質。 當抬起的勢能負載積累,從而降低當它執行有用的工作。 設計特點是依賴於貨物的類型。 它可以是固體,液體或顆粒物質。 通常,這種類型的設備的設計非常簡單,因此,高可靠性和長使用壽命。 儲存的能量存儲時間取決於材料的耐用性,並且可以達到數千人。 不幸的是,這種裝置具有低的能量容量。

機械傳動動能

在這些裝置中,能量存儲在身體的運動。 通常它是擺動或往復運動。

動能 在振盪系統集中在本體的往復運動。 能量與身體的動作和供給消耗部分,在時間。 該機制是相當複雜和設立反复無常。 在機械表廣泛使用。 存儲的能量的量通常很小,只適用於該裝置的操作。

用能陀螺儀驅動器

動能的股票都集中在一個旋轉的飛輪。 具體飛輪能量比能量相當於靜載荷要大得多。 有可能在接收到的短時間段內或大的功率輸出。 能量儲存時間很短,且大部分設計是有限的幾個小時。 現代技術使帶來了能量儲存時間到幾個月。 飛輪衝擊非常敏感。 能量設備是成正比的旋轉速度。 因此,在儲能和收益發生變化飛輪速度。 負載通常需要恆定的,低的速度。

更有希望的設備supermahovik。 它們是由鋼捲尺,合成纖維或絲的。 該結構可以是實心的或具有一個空的空間。 如果空間朝向飛輪的旋轉轉動慣量的外週的帶舉動的可用繞組被改變,則能量的一部分存儲在經受變形的彈簧。 在這樣的設備中,旋轉速度比在tselnotelyh結構更穩定,並且它們的能量消耗是高得多。 此外,他們是安全的。

由Kevlar纖維的現代supermahovik。 他們輪流在真空室中與磁懸浮。 它能夠儲存能量幾個月。

使用彈力機械驅動器

這種類型的設備能夠存儲巨大的能量密度。 從機械傳動它具有最高的能量含量的設備有幾厘米的尺寸。 與旋轉的超高速大飛輪具有高得多的能量消耗,但其對外部因素十分脆弱,很少有時間來儲存能量。

採用彈簧儲能機械驅動器

能夠提供能量儲存的所有類的最大的機械動力。 它僅被限制彈簧強度的限制。 能量壓縮的彈簧可以保存幾十年。 然而,由於在金屬疲勞永久變形積累並且降低了彈簧的容量。 與此同時,優質彈簧鋼,受工作條件可以幾百年的工作,沒有能力明顯減弱。

彈簧功能可以執行任何彈性元件。 橡膠帶,例如,優異的每單位質量存儲的能量的鋼產品的十倍。 但由於化學老化術語橡膠服務只有幾年。

機械硬盤,使用壓縮氣體的能量

在這種類型的能量存儲裝置的是由於氣體的壓縮。 在過量的能量通過在壓力下的壓縮機氣體的存在被注入到氣球。 必要時,壓縮氣體用於驅動渦輪機或發電機。 在低功率的渦輪機應當被用來代替活塞發動機。 在數百個大氣壓的壓力容器的氣體已連續幾年高比能量密度,並以高品質閥門存在 - 和幾十年。

熱能積累

我們的大多數國家的領土位於北方地區,因此能量的很大一部分消耗在內部加熱。 在這方面,經常要解決的驅動保暖,必要時從那裡取出的問題。

在大多數情況下,你不能達到所存儲的熱能高密度,其保存的任何顯著條款。 有一個有效的設備為一些它的特性和高價格是不適合廣泛使用。

積累的熱容量為代價

這是最古老的方式之一。 它是基於被加熱時,熱能儲存材料的原理及其冷卻過程中返回的熱量。 這些驅動器的設計是非常容易的。 它們可以是任何固體片或液體冷卻劑的封閉容器的。 熱能商店有很長的壽命,幾乎無限數量的能量存儲和回報週期。 但存放時間不超過幾天。

電能的積累

電能 - 這是它在現代世界中最方便的形式。 這就是為什麼電力驅動的廣泛使用和最發達的。 不幸的是,廉價的設備比容量小,且與昂貴的和短暫的高比容量的設備。 存儲電能 - 是電容器,超級電容器,電池。

電容器

這是最流行的類型儲能。 電容器能夠在-50℃至150℃的溫度下操作的。 數百億每秒 - 能量存儲反沖週期的數目。 並聯數個電容器,可以很容易地得到所需容量值。 此外,還有可變電容器。 改變這種電容器的電容可被機械地或電性作出,或溫度的影響。 最常可變電容器可以在諧振電路中被發現。

電容器分為兩類 - 極性和非極性。 壽命極性(電解)小於非極性的,它們是更依賴於外部條件,但在同一時間具有較高的比電容。

由於儲能電容 - 不是很成功的儀器。 它們具有小的容量和所存儲的能量的一小比重和它的存儲時間以秒,分鐘,小時測得很少。 電容器發現主要集中在電力電子和電氣工程應用。

電容的計算,作為一項規則,不會造成困難。 對不同類型的技術手冊提供電容器所有必要的信息。

ionistory

這些器件佔據極性電容器和電池之間的中間位置。 “超級電容器”有時也被稱為。 因此,他們有一個巨大的充放電階段號,容量比電容器的大,但比小的電池少一點。 儲能時間 - 長達數週。 Ionistory對溫度非常敏感。

動力電池

如果要存儲大量能量的電化學電池使用。 它最適合用於此目的的鉛酸設備。 他們大約在150年前被發明。 從那時起,在電池設備不會帶來任何新的東西。 有很多的專業機型,零部件的質量,提高了電池的可靠性顯著上升。 值得注意的是,電池裝置,不同廠家針對不同的目的而創建的小細節而不同。

電化學電池分為牽引和啟動。 牽引力在電輸送,不間斷電源,電源使用。 對於這樣的電池通過其大的深度的長和均勻的放電特徵。 啟動電池可以給在短時間內為他們的高電流,但深放電不可接受的。

電化學電池的充電 - 放電循環次數有限,平均為250至2000年即使沒有操作他們幾年後失敗。 電化學電池對溫度比較敏感,需要很長的充電時間和操作規則的嚴格遵守。

該裝置必須定期再充電。 電池充電已安裝在車輛上,其在發電機驅動被產生。 在冬季,這是不夠的,一個寒冷的電池是壞負責,並且 功耗 在發動機增加的開始。 因此,有必要進一步進行電池在溫暖的房間專用充電器充電。 其中鉛酸單位的主要缺點之一是其巨大的重量。

電池用於低功耗設備

如果需要具有小權重的移動設備,所選擇的以下類型的可再充電電池是鎳 - 鎘,鋰離子,金屬的混合,聚合物離子的。 它們具有較高的比容量,但價格要高得多。 他們在手機,筆記本電腦,數碼相機等小型設備使用。 不同類型的電池在它們的參數不同:充電週期,保質期,容量,尺寸等數...

鋰離子電池在高功率電動和混合動力汽車中使用。 他們是重量輕,高比容量,高可靠性。 同時,鋰離子電池是高度易燃的。 點火可通過發生短路,機械變形或身體的破壞,充電模式或電池放電的病症。 相當困難的火災撲滅由於鋰的高活性。

電池是許多設備的基礎。 例如,對於電話儲能-緊湊的 外部電池組, 裝在一個堅固耐用,防水。 它可以讓你充電或供電的手機。 強大的移動儲能設備能夠所有的數碼相機充電,甚至筆記本電腦。 在這樣的設備,集合,通常的鋰離子電池容量大。 儲能產品 也不 做到不帶電池。 但它是更複雜的設備。 此外電池在其組成中包括一個電池充電器,一個控制系統,一個逆變器。 該裝置可作為永久網絡,以及從其它來源操作。 在中間的輸出功率為5千瓦。

聚合化學能

區分“燃料”和“無燃料”類型的驅動器。 它們需要特殊的技術,往往繁瑣的高科技設備。 使用的方法允許接收能量以不同的形式。 熱化學反應可以在低溫和高溫下發生。 用於高溫反應組分被引入僅在必要時接收的能量。 在此之前,他們都在不同的地方分開存放。 對於低溫反應組分通常是在一個單一的容器中。

儲能燃料運行時間

該方法包括兩個完全獨立的階段:能量存儲(“充電”)和它的使用(“放電”)。 傳統燃料通常具有高比能量的能力,長期貯存,便於使用的可能性。 但生活並沒有停滯不前。 引進新技術放在燃料很高的要求。 該問題通過改進現有和創造新的高能燃料解決。

廣泛引進因缺乏技術工藝,廢物,在工作的大型火災和爆炸危險,需要高素質的人才,技術成本高制約新車型。

如果沒有燃料的化學能儲存

在這種形式的驅動能量被通過的某些化學物質中的其他轉換存儲。 例如, 熟石灰 加熱期間變得生石灰狀態。 當“排出”所儲存的能量被釋放為熱量和氣體。 這時候,石灰消化水中會發生什麼。 為了開始反應,它通常是足以將部件連接。 從本質上說,這種類型的熱化學反應的只需將其放置在幾十萬度的溫度。 因此,所使用的設備更加複雜和昂貴。

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